《2022年高中化学选修第三章晶体结构与性质讲义及习题 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中化学选修第三章晶体结构与性质讲义及习题 .pdf（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较晶体非晶体结构特性结构微粒周期性有序排列结构微粒无序排列性质特性有自范性、固定熔点，对称性、各项异性没有自范性、固定熔点，对称性、各项异性2、获得晶体的三条途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。溶质从溶液中析出。3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。4、晶胞中微粒数的计算方法均摊法某粒子为 n个晶胞所共有， 则该粒子有1/n 属于这个晶胞。 中学常见的晶胞为立方晶胞。立方晶胞中微粒数的计算方法如下：晶胞 顶角粒子 为 8 个晶胞共用，每个晶胞占1/8晶胞 棱上粒子 为 4 个
2、晶胞共用，每个晶胞占1/4晶胞 面上粒子 为 2 个晶胞共用，每个晶胞占1/2晶胞 内部粒子 为 1 个晶胞独自占有，即为1注意：在使用 “ 均摊法 ” 计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体概念分子间靠分子间作用力结合而形成的晶体原 子 间 以 共 价 键结 合 而 形 成 的 具有 空 间 网 格 结 构的晶体金属阳离子和自由电子以金属键结合而形成的晶体阳 离 子 和 阴 离 子通 过 离 子 键 结 合而形成的晶体结构晶体质点( 构成粒子 ) 分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用 ( 力)
3、分子间作用力共价键金属键（静电作用）离子键性质密度较小较大有的很大，有的很小较大硬度一般较软很硬一般较硬，少部分软较硬名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - - 晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体熔沸点很低很高一般较高，少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂 （Na等与水反应）大 多 易 溶 于 水 等极性溶剂导电传热性一般不导电，溶于水后有的导电一 般 不 具 有 导 电性（除硅）电和热的良导体晶体
4、不导电， 水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸（如HCl、H2SO4） 、大多数非金属单质（如P4、Cl2） 、非金属氧化物（如SO2、 CO2，SiO2除外 ） 、 绝大多数有机物（有机盐除外）一 部 分 非 金 属 单质 （如金刚石、 硅、晶体硼），一部分非金属化合物 （如SiC、SiO2）金属单质与合金（Na、Mg 、Al 、青铜等）金 属 氧 化 物 （ 如Na2O） ，强碱（如NaOH ） ，绝大部分盐 （如 NaCl、 CaCO3等）2、晶体熔、沸点高低的比较方法（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、 沸点差别很
5、大， 如钨、铂等熔、 沸点很高， 汞、铯等熔、 沸点很低。（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。（4）分子晶体分子间作用力越大， 物质熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近） ，分子的极性越大， 熔、沸点越高。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。（5）金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其
6、金属键越强，金属熔、沸点就越高。三、几种典型的晶体模型晶体晶体结构示意图晶体中粒子分布详解CsCl 晶体每 8 个 Cs+、8 个 Cl-各自构成立方体，在每个立方体的中心有一个异种粒子（ Cs+或 Cl-） 。在每个Cs+周围最近的等距离（设为a/2 ）的 Cl-有 8 个，在每个Cs+周围最近的等距离（必为a）的 Cs+有 6 个（上下左右前后） ，在每个 Cl-周围最近的等距离的Cl-也有 6 个名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 15 页 - - -
7、- - - - - - NaCl 晶体每个 Na+紧邻 6 个 Cl-，每个 Cl-紧邻 6 个 Na+（上、下、左、右、前、后）这 6 个离子构成一个正八面体。设紧邻的Na+与 Cl-间的距离为a，每个 Na+与 12 个 Na+等距离紧邻（同层4 个、上层4 个、下层 4 个） ，距离为 2a。由均摊法可得， 该晶胞中所拥有的Na+数为 4，Cl-数为 4，晶体中 Na+数与 Cl-数之比为1：1，此晶胞中含有4 个 NaCl 结构单元。CO2晶体每 8 个 CO2构成立方体且再在6 个面的中心又各占据1 个 CO2。在每个CO2周围等距离（ a，a 为立方体棱长）最近的CO2有 12个（
8、同层 4 个、上层 4 个、下层4 个）金刚石晶体每个 C与另四个C以共价键结合，采取SP3杂化，前者位于正四面体中心，后者位于正四面体顶点。晶体中均为C-C，键长相等、键角相等（ 10928） ；晶体中最小碳环由6 个 C 组成且六者不在同一平面内；晶体中每个C参与的 4 条 C-C 键的形成，而在每个键中心的贡献只有一半，故C原子数与C-C 键数之比为1:2 SiO2晶体每个 Si 与 4 个 O 结合，前者在正四面体的中心，后四者在正四面体的顶点；通式每个O被两个正四面体所共用。正四面体键角为10928。每个正四面体占有一个完整的Si 和四个“半O ” ，故晶体中Si原子与 O原子个数比
9、为1: （4*0.5 ）=1:2 石墨晶体层内存在共价键、金属键，层间以范德华力结合，兼具有原子晶体、金属晶体、分子晶体的特征。在层内，每个C与 3 个 C形成 C-C 键，采取 SP2杂化构成正六边形，键长相等， 键角均为120；在晶体中，每个 C参与了 3 条 C-C 键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，每个正六边形平均只占6*1/3=2个 C， C 原子个数与C-C 键数之比为2:3 【分章节习题】第一节晶体的常识 基础训练 1. 晶体与非晶体的严格判别可采用 ( ) A. 有否自范性 B.有否各向同性 C.有否固定熔点 D.有否周期性结构2. 某物质的晶体中含A、B、C 三种元素，其
10、排列方式如图1 所示 (其中前后两面心上的B原子未能画出 ) ，晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为( ) A.1:3:1 B.2:3:1 C.2:2:1 D.1:3:3 图 1 图 2 图 3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - - 3.1987 年 2 月，未经武（Paul Chu ）教授等发现钛钡铜氧化合物在90K 温度下即具有超导性。若该化合物的结构如图2 所示，则该化合物的化学式可能是（）A.YBa2CuO
11、7 x B.YBa2Cu2O7xC.YBa2Cu3O7 x D.YBa2Cu4O7x 4. 白磷分子如图3 所示：则31 g 白磷分子中存在的共价键数目为（）A4NA BNA C 1.5NA D 0.25NA5某离子化合物的晶胞如图4 所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8 个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是（）A、18 B、1 4 C、12 D、1 1 图 4 图 5 图 6 6. 如图 5，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（）A、2 B、 3 C、4 D、6 7. 许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一
12、种晶体又可视作若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图6 所示，则该物质的化学式为（）ACa4TiO3 BCa4TiO6 CCaTiO3 DCa8TiO128. 下列有关晶体的特征及结构的陈述中不正确的是（）A 单晶一般都有各向异性 B 晶体有固定的熔点C 所有晶体都有一定的规整外形 D 多晶一般不表现各向异性9. 晶体中最小的重复单元晶胞，则凡处于立方体顶点的微粒，同时为个晶胞共有；凡处于立方体棱上的微粒，同时为个晶胞共有；凡处于立方体面上的微粒，同时为个晶胞共有；凡处于立方体体心的微粒，同时为个晶胞共有
13、。10. 现有甲、乙、丙(如下图三种晶体的晶胞：( 甲中 x 处于晶胞的中心，乙中a 处于晶胞的中心) ，可推知： 甲晶体中 x 与 y 的个数比是 _，乙中 a 与 b 的个数比是 _， 丙晶胞中有 _c离子，有 _个 d 离子。11. 右图是超导化合物-钙钛矿晶体的晶胞结构。请回答：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 15 页 - - - - - - - - - (1) 该化合物的化学式为。(2) 在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共
14、有个。图 7 图 8 12 图 8 是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子数之比为。原硅酸根离子SiO44的结构可表示为；二聚硅酸根离子Si2O76中，只有硅氧键，它的结构可表示为。13. 在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的 CO2分子有 _ 个， 在晶体中截取一个最小的正方形；使正方形的四个顶点部落到CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有_个 C02分子。 拓展提高 1996 年，诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体( 如图 ) ，该结构的建立基于以下考虑：C60分子中每个碳原子只跟相邻的3 个碳原子形成化学键；C60分
15、子只含有五边形和六边形；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数面数棱边数2 据上所述，可推知C60分子有 12 个五边形和20 个六边形， C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：15. 固体 C60与金刚石相比较，熔点较高者应是_，理由是：. 16. 试估计 C60跟 F2在一定条件下， 能否发生反应生成C60F60( 填 “可能”或 “不可能” )_ ，并简述其理由：_。17. 通过计算，确定C60分子所含单键数。C60分子所含单键数为。18. C70分子也已经制得, 它的分子结构模型可以与C60同样考虑面推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。第二节分
16、子晶体和原子晶体 基础训练 1下列晶体中属于原子晶体的是( ) A. 氖 B食盐 C干冰 D金刚石2下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( ) A固态氢 B固态氖 C磷 D三氧化硫名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - - 3. 下列晶体中不属于原子晶体的是 ( ) A.干冰 B.金刚砂 C. 金刚石 D.水晶4. 在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是( ) A.2 个 B.3个
17、 C.4个 D.6个5. 共价键、 离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中， 只含有上述一种作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘6. 在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是( ) A.HF、HCI、HBr、HI 的热稳定性依次减弱B.NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次减低C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点7在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C-C 键间的夹角是( ) A6 个 120 B5
18、个 108 C4 个 10928 D6 个 109288结合课本上干冰晶体图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为 ( ) A6 B8 C10 D12 9干冰和二氧化硅晶体同属A元素的最高价氧化物，它们的熔沸点差别很大的原因是( ) A二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量 BC 、O键键能比Si 、O键键能小C干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体 D干冰易升华，二氧化硅不能10. 最近发现了一种新分子，具有空心的类似足球的结构，分子式为C60， 下列说法正确的是 ( ) A.C60是一种新型的化合物B.C60和石墨都是碳的同素异形体C.C60中虽然没有离子键，但固体为离子晶体D.C6
19、0相对分子质量为720 11. 支持固态氨是分子晶体的事实是( ) A.氮原子不能形成阳离子 B.铵离子不能单独存在C.常温下，氨是气态物质 D.氨极易溶于水12. 石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3 个碳原子相结合，如右图是其晶体结构的俯视图，则图中 7 个六元环完全占有的碳原子数是( ) A.10 个 B.18个 C.24个 D.14个13. 将 SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（ Si3N4）固体，氧化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。则氮化硅所属的晶体类型是( ) A.原子晶体B
20、.分子晶体 C.离子晶体D.金属晶体名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - - 14.2003 年美国科学杂志报道：在超高压下，科学家用激光器将CO2加热到 1800K，成功制得了类似石英的CO2原子晶体。下列关于CO2晶体的叙述中不正确的是( ) A. 晶体中 C、O原子个数比为12 B. 该晶体的熔点、沸点高、硬度大C. 晶体中 CO C 键角为 180D. 晶体中 C、O原子最外层都满足8 电子结构15、氮化硅是一种
21、新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是( ) A、硝石和金刚石 B、晶体硅和水晶 C、冰和干冰 D、萘和蒽16. 碳化硅（ SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（）A. B. C. D. 拓展提高 图 1 图 2 17图 1 为金刚石的晶体结构。每个C原子、每条CC键被多少个六元环共用？18图 2 为晶体硼的基本结构单元，已知它为正二十面体有二十个等边三角形和一定数目的顶角 ，每一个顶点各有一个硼
22、原子，通过观察，此基本结构单元由多少硼原子构成？19. 氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在13000反应获得。(1) 氮化硅晶体属于_ 晶体。(2) 已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和 N原子， Si 原子与 Si 原子不直接相连，同时每个原子都满足8 电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_。(3) 现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_ 。第三节金属晶体 基础训练 1下列有关金属元素的特征叙述正确的是( ) A金属元素的原子具有还原性，离子只有氧化性名师资料总结
23、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 15 页 - - - - - - - - - B金属元素的化合价一定显正价C金属元素在不同化合物中的化合价均不相同D金属元素的单质在常温下均为金属晶体2下列有关金属元素特征的叙述中正确的是 ( ) A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B金属元素在化合物中一定显正价C金属元素在不同化合物中的化合价均不同D金属单质在常温下都是金属晶体3金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是 ( ) A易导电 B易导热 C有延展性 D易锈
24、蚀4下列晶体中由原子直接构成的单质有 ( ) A白磷 B氦 C金刚石 D 金属镁5金属具有延展性的原因是( ) A金属原子半径都较大，价电子较少B金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用C金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快D自由电子受外力作用时能迅速传递能量6下列说法不正确的是( ) A金属单质的熔点一定比非金属单质高B离子晶体中不一定含有金属元素C在含有阳离子的晶体中，一定含有阴离子D含有金属元素的离子不一定是阳离子7金属晶体的形成是因为晶体中存在( ) A金属离子间的相互作用 B金属原子间产生相互作用C金属离子与自由电子间的相互作用 D 金属原子与自由电子间的
25、相互作用8关于金属元素的特征，下列叙述正确的是( ) 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性金属元素在化合物中一般显正价金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱金属元素只有金属性，没有非金属性价电子越多的金属原子的金属性越强A B C D 全部9金属的下列性质中，与自由电子无关的是 ( ) A密度大小B容易导电 C延展性好 D易导热10下列有关金属的叙述正确的是( ) A金属元素的原子具有还原性，其离子只有氧化性B金属元素的化合价般表现为正价C熔化状态能导电的物质定是金属的化合物名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师
26、精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - - D金属元素的单质在常温下均为金属晶体11. 下列叙述正确的是 ( ) A原子晶体中可能存在离子键 B分子晶体中不可能存在氢键C在晶体中可能只存在阳离子不存在阴离子 D 金属晶体导电是金属离子所致12. 金属能导电的原因是（）A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D金属晶体在外加电场作用下可失去电子13下列叙述正确的是（）A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子B原子晶体中只含
27、有共价键C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键D分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键14. 在核电荷数118 的元素中， 其单质属于金属晶体的有，属于分子晶体的有，属于原子晶体的有15. 简要填空：(1) 金属导电是 _ 的结果(2) 金属导热是 _ 的结果(3) 金属抽成丝或压成薄板是金属受到外力作用，紧密堆积的原子(离子 ) 层发生了 _，而金属离子和自由电子之间的_ 没有改变16. 碱金属单质的熔点顺序为Li NaKRbCs，试用金属晶体结构的知识加以解释17. 在金属晶体中存在的粒子是_和_通过 _ 形成的单质晶体叫做金属晶体18.(1)请描述金属晶体中自由电子的存在状态答
28、： _(2) 请说明金属晶体中自由电子所起的作用答： _19. 金属导电靠 _，电解质溶液导电靠_ ；金属导电能力随温度升高而_，溶液导电能力随温度升高而_ 。20. 有一种金属结构单元是一个“面心立方体”（注：八个顶点和六个面分别有一个金属原子）。该单元平均是由_ 个金属原子组成的。 拓展提高 21. 晶胞是晶体中最小的重复单元已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示若铁原子的半径为m101027.1，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图丙中AB的长度为 _m名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
29、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - - 22. 某些金属晶体 (Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用率。第四节离子晶体 基础训练 1. 由钾和氧组成的某种离子晶体中含钾的质量分数为78/126 ，其阴离子只有过氧离子(O22) 和超氧离子 (O2) 两种。在此晶体中，过氧离子和超氧离子的物质的量之比为A. 2 1 B. 1 1 C. 12 D. 1 3 2食盐晶体如右图所示。在晶体中，
30、?表示Na+， 表示Cl 。已知食盐的密度为 g/cm3，NaCl摩尔质量M g/mol ，阿伏加德罗常数为N，则在食盐晶体里Na+和 Cl 的间距大约是A32NMcm B32 NMcm C32MNcm D38 NMcm 3下列物质中，含有共价键的离子晶体是 ( ) ANaCl BNaOH CNH4Cl DI24实现下列变化，需克服相同类型作用力的是 ( ) A石墨和干冰的熔化B食盐和冰醋酸的熔化C液溴和水的汽化D 纯碱和烧碱的熔化5下列性质中，能较充分说明某晶体是离子晶体的是( ) A具有高的熔点B固态不导电，水溶液能导电C可溶于水D 固态不导电，熔化状态能导电6下列叙述中正确的是( ) A
31、离子晶体中肯定不含非极性共价键B原子晶体的熔点肯定高于其他晶体C由分子组成的物质其熔点一定较低D原子晶体中除去极性共价键外不可能存在其他类型的化学键7. 某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其排列方式如图1 所示（其中前后两面心上的B原子不能画出），晶体中A、B、C的原子个数比依次为 ( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - - A1：3：1 B 2： 3：1 C 2：2：1 D1：3：38. 实现下列变化，需克
32、服相同类型作用力的是( ) A碘和干冰升华 B二氧化硅和生石灰熔化C氯化钠和铁熔化 D 苯和乙烷蒸发9. 下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( ) ASO2和 SiO2 BCO2和 H2O CNaCl 和 HCl D CCl4和 KCl 图 1 图 2 图 3 图 4 10. 如图 2 所示，是一种晶体的晶胞，该离子晶体的化学式为（）AABC B ABC3 C AB2C3 DAB3C311实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是（）A水晶和干冰的熔化 B 食盐和冰醋酸的熔化C液溴和液汞的汽化 D 纯碱和烧碱的熔化12.2001 年，日本科学家发现了便于应用、可把阻抗降为零
33、的由硼和镁两种元素组成的超导材料。这是 27 年来首次更新了金属超导体的记录，是目前金属化合物超导体的最高温度。该化合物也因此被美国 科学 杂志评为2001 年十大科技突破之一。图为该化合物的晶体结构单元示意图：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子，6 个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为（）A.MgB B.MgB2 CMg2B D.Mg3B2 13. 如图 3 为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。(1) 在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近的且等距离的钛离子共有个(2) 该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是14.1mo
34、l 气态钠离子和1mol 气态氯离子结合生成1mol 氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。下列热化学方程中，能直接表示出氯化钠晶体格能的是。ANa+(g)+Cl(g)NaCl(s); H B Na(s)+21Cl2(g)NaCl(s); H1 CNa(s)Na(g); H2 DNa(g) eNa+(g); H3E21Cl2(g)Cl(g); H4 FCl(g)+eCl(g); H515. NaCl 晶体中 Na+与 Cl-都是等距离交错排列，若食盐密度是2.2g/cm3, 阿伏加德罗常数为6.021023mol-1, 食盐的摩尔质量为58.5g/mol。求食盐晶体中两个距离最近的钠离子
35、中心间的距离。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - - 拓展提高 16. 晶态氯化钠是晶体，晶体中，每个钠离子周围有个氯离子，每个氯离子周围有个钠离子，钠离子半径比氯离子半径。在氯化物MCl 中， M在第六周期，是钠的同族元素，该晶体中， 每个阳离子周期有氯离子。钠的金属性比M 。 氯化钠的电子式是，熔融后导电（填“能”或“不能”） 。Na+( 或 Cl-) 周围的 6 个 Cl- ( 或 Na+) 相邻的连线构成的面
36、是什么样的多面体? 每个 Na+( 或 Cl-) 周围与之距离最近且距离相等的Na+( 或 Cl-) 有几个 ? 17 晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单位称为晶胞。 NaCl 晶体结构如右图所示。已知 FexO晶体晶胞结构为NaCl 型，由于晶体缺陷，x值小于 1。测知FexO晶体密度为g/cm3，晶胞边长为4.28 10-10m 。FexO中x值( 精确至 0.01) 为_。晶体中的Fe 分别为 Fe2+、Fe3+，在 Fe2+和 Fe3+的总数中， Fe2+所占分数 ( 用小数表示，精确至 0.001) 为_ 。此晶体化学式为_ 。与某个 Fe2+( 或 Fe3+) 距离最近且
37、等距离的O2-围成的空间几何构型形状是_ 。在晶体中，铁元素的离子间最短距离为_m。18. 某离子晶体晶胞结构如右图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，试回答：（1）晶体中每个Y同时吸引着个X，每个 X同时吸引着个Y，该晶体的化学式为。（2）晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有个。（3）晶体中距离最近的2 个 X与一个 Y形成的夹角（XYX ）为（填角的度数） 。（4）设该晶体的摩尔质量为M gmol-1，晶体密度为g cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X 中心间的距离为 cm。19. 如图，直线交点处的圆圈为NaCl 晶体中Na离子或Cl离子所处的位置
38、这两种离子在空间 3 个互相垂直的方向上都是等距离排列的。(1) 请将其中代表Na离子的圆圈涂黑( 不必考虑体积大小) ，以完成NaCl 晶体结构示意图。(2) 晶体中，在每个Na离子的周围与它最接近的且距离相等的Na共有 _ 个。(3) 在 NaCl 晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na或 Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl-离子的个数等于_， 即( 填计算式 )_ ；Na离子的个数等于_， 即_ 。(4) 设 NaCl 的摩尔质量为1molMg，食盐晶体的密度为3cmg，阿伏加德罗常数为AN食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为_cm。名师资料总结 - - -精品
39、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 15 页 - - - - - - - - - 第一节参考答案1.D 2.A 3.C 4.C 5.D 6.A 7.C 8.D 9.8 、4、2、1 10. 解析： x:y 4:3 a：b1：1 4个 c 4个 d 处于晶胞中心的x 或 a 为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8 个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为四个立方体共有，位于立方体面的微粒为两个立方体共有， 所以 x:y l ：6184： 3；a:b=1:8 181： 1； 丙晶胞中 c
40、离子为 1214+14( 个) ；d 离子为 818+6124( 个) 11. 这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8 ，所以，它单独占有的钛原子个数为81/8=1个；对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4 ，所以，它单独占有的氧原子个数为121/4=3 个；全部拥有体内的那一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1.钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的, 与它共棱的离子都是二个，所以，共 6 个。答案： (1) 该化合物的化学式为CaTiO3 (2) 6个12.1 2 SiSiOOOOOOO6-13.12 个 4
41、个15. 金刚石金刚石属原子晶体, 而固体 C60不是 , 故金刚石熔点较高. 16. 可能因 C60分子含 30 个双键 , 与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F6017. 依题意， C60分子形成的化学键数为：1/2 （3*60 ）=90 也可由欧拉定理计算键数( 即棱边数 ):60+(12+20)-2=90 C60分子中单键为 :90-30=60 18. 设 C70分子中五边形数为x, 六边形数为y. 依题意可得方程组: 解得 : 五边形数 x=12, 六边形数 y=25 第二节分子晶体与原子晶体答案1.D 2.B 3.A 4.D 5.D 6.CD 7.D 8.D 9.C 10.B
42、D 11.C 12.D 13.A 14.C 15.B 16.A 5. 解析 干冰是分子晶体， 分于内存在共价键， 分子间存在范德华力。 NaCl 是离子晶体只存在离子键。 NaOH是离子晶体，不仅存在离子键，还存在HO间共价键。碘也是分子晶体，分子内存在共价键，分子间存在分子间作用力。故只有B符合题意。6.HF、HCl、HBr、HI 热稳定性依次减弱是它们的共价键键能逐渐减小的原因，与键能有关。NaF、 NaCl 、NaBr、NaI 的熔点依次减低是它们的离子键能随离子半径增大逐渐减小的原因。F2、C12、Br2、I2为分子晶体。熔、沸点逐渐降低由分子间作用力决定。H2S与 H2O的熔沸点高低
43、由分子间作用力及分子的极性决定。故选 C、D。7D 根据金刚石的棱型结构特点可知最小环上碳原子数为6 个，任意两个CC键间夹角为10928 8D 根据干冰结构特点，干冰晶体是一种立方面心结构，每个CO2周围等距离最近的CO2有 12 个( 同层 4个，上层 4 个，下层 4 个) 15本题考查由物理性质特征推知晶体类型以及如何区别不同晶体的微粒间作用力。由氮化硅的性质（超硬、耐磨、 耐高温），可推知是原子晶体。原子晶体熔化时， 要克服共价键。 然后分析比较各选项。答案 B。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心
44、整理 - - - - - - - 第 13 页，共 15 页 - - - - - - - - - 16 解析 给出的新情景。是碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构；此题的考查内容，是化学键与晶体结构。所列三种晶体均是原子晶体，结构相似，晶体内的结合力是呈空间网状的共价键：共价键键长： C-C键 C-S 键 C-S 键 S-S键共价键键长越短，键能越大，则原子晶体的熔点越高。所以三者的熔点由高到低的顺序是：金刚石、碳化硅、晶体硅。 答案 A 。17 解析：任意两条相邻的CC键参加了 2 个六元环的形成，每个C原子可形成4 条 CC键，两面相邻的组合有 C246 种，故每个C原子被 6212 个六
45、元环共用。而每条CC键可以与相邻的3 条 CC键两两相邻，故每条CC键被 326 个六元环共用。18 解析：该晶体的晶胞由二十个等边三角形构成，而每个等边三角形有3 个顶点，这样共有20360 个顶点，但每个顶点又被相邻的5 个等边三角形所共有，所以该晶胞实际拥有的顶点数应为：2035112 个。19 （1）从题给信息知氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、 熔点高、 化学性质稳定， 应是原子晶体。（2）氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和 N原子 , Si原子和 Si 原子不直接相连，同时每个原子都满足8 电子稳定结构，因此氮化硅的化学式为Si3N4。强热（3）3SiCl4 +
46、 2N2 +6H2 Si3N4 + 12HCl 。第三节金属晶体 基础训练 参考答案1B 2 B 3D 4BC 5B 6AC 7C 8B 9A 10B 11. C 12. B 13. B 14.答案： Li 、Be、Na、Mg 、Al ; H2、He、N2、O2、F2、Ne、P4、S、Cl2、Ar ; C 、Si 、B 15.(1) 自由电子在电场作用下定向移动(2) 自由电子碰撞金属离子而将能量传给金属离子(3) 相对滑动较强烈的相互作用( 金属键 ) 16. 金属晶体的熔点高低取决于晶体中金属离子与自由电子之间的作用力大小，由库仑定律221rqqkF可知，作用力的大小又取决于金属离子的半径
47、和自由电子的数量，显然，半径越小，作用力越强，熔点越高而离子的半径顺序为CsRbKNaLi，因此锂的熔点最高17. 金属离子；自由电子；金属键18. (1) 自由电子均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有(2) 使金属阳离子结合在一起形成晶体; 使金属晶体具有导电性、导热性和延展性19. 自由电子；自由离子；减弱；增强20.4 21101059.3提示：222ACBCAB21021027. 1421）（AB101059.3AB名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14
48、 页，共 15 页 - - - - - - - - - 22. 依题意画出侧面图，设正立方体边长为a，则体积为a3。原子半径42ar，每个正立方体包括金属原子818+61/24(个) ，球体体积共4,74.0)42(3433aa空间利用率为：%74%10074.033aa. 第四节参考答案1. C 2. B 3. B C 4. C D 5.D 6. D 7.A 8. A D 9.B 10.B 11. D 12. B 13. 解析：从所给模型图中可看出每个钛离子的上下前后和左右各有一个最接近且等距离的钛离子又可看出钙原子位于立方体体心，为该立方体单独占有，钛原子位于立方体顶点属于8 个立方体共有
49、，所以每个立方体拥有 Ti 原子为 881=1 个，氧原子位于立方体的棱边为四个立方体所共有，所以每个立方体拥有O原子为 1241=3 个答案： (1)6 (2)3 11 14.(1)A或 H 15. 解析 从上述 NaCl 晶体结构模型中分割出一个小立方体，入图所示，其中a 代表其边长， b 代表两个Na+中心间的距离。由此小立方体不难想象出顶点上的每个离子均为8 个小立方体所共有。因此小立方体含Na+：41/8=1/2 ，含 Cl-:4 1/8=1/2,即每个小立方体含有1/2 个（Na+ Cl-）离子对，故：每个小立方体的质量m=12315.85 .6.02 10g molmol12,
50、=mV=1231358.5 .16.02102g molmola=2.2g/cm3, 解得 a=2.81 10-8cm. 两个距离最近的Na+中心间的距离d=2a=4.0 10-8cm。16离子 6 6 小8 弱:Cl:Na能八面体 12 个17. 0.92 0.826 OFeFe316.0276.0正八面体3.03 10-10 18. （1）4；8；XY2或 Y2X ； （2）12； （3）10928（提示： 4 个 X 原子位于正四面体的四个顶点上，Y原子位于该正四面体的中心）（4）（提示：每个晶体中含个 X和 1 个 Y，则 1mol XY2中含有 2NA个晶胞，故每个晶胞的边长为，距离